支架塑料注射模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

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1、哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 支架塑料注射模具設(shè)計(jì) 摘 要 此論文在第一章緒論中主要介紹了塑料模具現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r，在現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)中采用了大量的新技術(shù)，新工藝和新材料。模具設(shè)計(jì)已經(jīng)成為一種綜合型技術(shù)。還簡單的介紹了塑料的一般成份及塑料的一些特性。還介紹了注射模具的主要組成部件（如定模板、動(dòng)模板、復(fù)位桿、頂桿、導(dǎo)柱等）及模板的材料選擇。 第二章第一節(jié)中寫的是塑料的注塑成型工藝，包括塑料的注塑成型工 藝、注塑成型參數(shù)的選擇（溫度、壓力和時(shí)間）。第二節(jié)介紹的是塑料制 品的設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的因素。塑料制品設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括塑料制品 的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量。 在

2、第三章塑料模具的設(shè)計(jì)中介紹了塑料模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識包括：注射模具與注射機(jī)的關(guān)系（基本技術(shù)參數(shù)和選用注射成型機(jī)時(shí)基本工藝參數(shù)的校核）、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（主流道，分流道、澆口的類型等）、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（模具分型面的選擇和凹模、凸模、型芯的設(shè)計(jì)及組合形式）。及零件的注射模具的設(shè)計(jì)過程。每個(gè)零件的設(shè)計(jì)步驟一般由產(chǎn)品分析及零件選擇、塑件幾何特性分析、注射成型機(jī)的選擇、注射成型機(jī)參數(shù)的校核、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零件的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、成型零件的尺寸計(jì)及模具的零件等組成。 關(guān)鍵詞　塑料；現(xiàn)代模具；塑料模具；注射機(jī)；凸模；冷卻裝置 Apparatus Shell Inject Plastic Mou

3、ld Design and CAD Simulate Abstract This thesis introduced the current development in mould in plastics condition primarily in an introduction, adopting a flood of new technique in modern mould design, new craft with new material. The mould design has become a kind of synthesizing the type techni

4、que. Still introduced the general composition of the plastics and the some characteristic of the plastics in brief. Still introduced to inject the mould to constitute the material choice between parts( if settle the template, move the template, reply a pole, crest pole and lead pillar etc.) and temp

5、late primarily. It write in a section an is a plastics to note the plastics mould the craft, including the plastics note the plastics mould the work craft, note the choice that plastics mould parameter.( Temperature, pressure with time) an introductive is a plastics system design and designs of the

6、 article inside should the factor of the consideration. The main contents that plastics ware design includes the plastics ware of several why shape, size accuracy with surface quantity. Introduced in the design of a plastics mould the foundation knowledge of the plastics mould design include: Note

7、inject the classification of the mould and inject the mould with the relation that inject machine( basic technique parameter with choose to use to inject to mould The school core of the basic craft in hour in machine parameter), sprinkle the design that note the system( main current way, the cent fl

8、ows a way, sprinkle Type etc.), Mould the construction design of the spare parts( the mould divides the choice of the type with the cave mould, convex mould, type of design and combination form).Empress three the section be injected by three spare parts the design process of the mould makes .The des

9、ign step of each spare parts is general to be analyzed by product and the spare parts choice, the piece of plastics is several why the characteristic analyzes and note inject the choice that mould the machine, inject the school core that mould the machine parameter, sprinkle the design that note the

10、 system and mould the spare parts The organization design, mould the size of the spare parts and the spare parts of the mould etc. Keywords　 plastics; modern mould; plastics mould; inject machine; convex mould; cooling device. 不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印 - II - 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1

11、塑料模具的背景及發(fā)展?fàn)顩r 1 1.2 注射模具設(shè)計(jì)簡要 2 1.3 支架件的設(shè)計(jì)要求 3 第2章 塑料的成型工藝 5 2.1 注塑成型工藝 5 2.1.1 注射成型 5 2.1.2 注射成型工藝 5 2.2 塑料制品的設(shè)計(jì) 8 2.2.1 塑料制品的尺寸精度 8 2.2.2 塑料制品的表面質(zhì)量： 9 第3章 塑料注射模具設(shè)計(jì) 10 3.1 塑料零件的技術(shù)要求 10 3.2 注射機(jī)的選擇 11 3.2.1 注射模具與注射機(jī)的關(guān)系 11 3.2.2 注射機(jī)的選擇 11 3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 3.3.1 主流道設(shè)計(jì) 12 3.3.2 分流道設(shè)計(jì) 13 3.3

12、.3 澆口設(shè)計(jì) 14 3.4 模具材料的選擇 14 3.5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 3.5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 3.5.2 成型零件工作尺寸的計(jì)算 16 3.5.3 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20 3.5.4 強(qiáng)度計(jì)算 22 3.6 模具零件的三維設(shè)計(jì) 22 3.6.1 模具零件設(shè)計(jì) 22 3.6.2 模具裝配圖 26 3.7 UG動(dòng)畫的制作 27 3.7.1 動(dòng)畫創(chuàng)建的一般過程 27 結(jié) 論 28 致 謝 29 參考文獻(xiàn) 30 附錄A 31 附錄B 42 千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，

13、不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行 - IV - 第1章 緒論 1.1 塑料模具的背景及發(fā)展?fàn)顩r 塑料模具作為塑料工業(yè)的基礎(chǔ)，隨著市場經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展受到了極大的挑戰(zhàn)。汽車的內(nèi)飾件、燈具反光鏡等塑制品的復(fù)雜外形，而鐘表、DVD光驅(qū)用傳動(dòng)齒輪等塑制件又有很高的精度要求。很短的制模周期、相當(dāng)?shù)膲勖悄＞咧圃斓挠忠恢匾笜?biāo)，例如有的只需幾十、幾百模次（可用簡易快速制模法），有的如制瓶用吹塑模卻需要上千萬模次，制造周期要求越來越短。各種特殊的成型方式的出現(xiàn)等等，都要求塑料模具技術(shù)有相應(yīng)的提高。而計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，適時(shí)的給模具技術(shù)配上了騰飛的翅膀，徹底改變了手工作坊式的模具設(shè)

14、計(jì)和制作。在模具設(shè)計(jì)中廣泛的運(yùn)用CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)），不但拋棄了沿用上百年的圖板，而且由于計(jì)算機(jī)的快速運(yùn)算和大容量的內(nèi)存，使得復(fù)雜曲面的生成、快速的作圖以及豐富制模技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的綜合、推廣成為可能，不少CAD軟件已具有某些智能化的功能。例如，有些CAD軟件可以運(yùn)用人機(jī)對話的形式，輸入塑料制品的某些外形特征（外形主要尺寸、分型面位置、抽心位置、脫模方向等）即可以畫出模具總圖。各種模具零件的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)器數(shù)據(jù)庫的運(yùn)用更縮短了模具設(shè)計(jì)周期和制造時(shí)間。而對某些無法用數(shù)學(xué)方式描述的形狀，則可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)反向（求）工程的方法獲得，即首先將一些需要復(fù)制的樣件進(jìn)行仿形三坐標(biāo)測量，計(jì)算機(jī)在獲得有關(guān)數(shù)據(jù)之后，通過相應(yīng)

15、的軟件運(yùn)算得到與原形相同的三為曲面圖形機(jī)器數(shù)據(jù)，而運(yùn)用這些獲得的圖形和數(shù)據(jù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和制作，從而大大提高模具制作水平。在模具設(shè)計(jì)中、為了更加準(zhǔn)確，縮短試模、調(diào)整、修模的周期和降低費(fèi)用，常常運(yùn)用CAE技術(shù)（計(jì)算機(jī)輔助分析）進(jìn)行模內(nèi)塑料流動(dòng)、壓力場、溫度場的分析，對模具設(shè)計(jì)中的流道、澆口等澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及模具強(qiáng)度校驗(yàn)提供了十分有力的參考意見。在模具制作過程中更是離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)，模具的計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）的推廣使用已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，近年來已經(jīng)趨于普及，而其技術(shù)也日益完善，復(fù)雜型面的加工，編程和加工周期的大幅度降低，加工精度的提高等待可以用日新月異來形容也不為過，不少CAM軟件

16、，不但有快速、復(fù)雜的造型功能，而且可提供大量切削經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以便編程和操作者參考使用。加工過程中的測量、計(jì)劃編制、生產(chǎn)準(zhǔn)備、工具管理、生產(chǎn)調(diào)度等等也都有計(jì)算機(jī)技術(shù)參與其中。模具設(shè)計(jì)，制作過程中的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)的記錄、統(tǒng)計(jì)、分析機(jī)器智能軟件的編制也同樣離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)。當(dāng)然這絲毫不能代替機(jī)械加工、電加工等傳統(tǒng)加工工藝的重要性，這工藝也有很大的發(fā)展，例如高速切削工藝及機(jī)床、低損耗高效電加工工藝及機(jī)床以及一些全心觀念的機(jī)械成型工藝，如三為等離子堆積成型、三為激光成型等等。因此可以這樣說，當(dāng)今的模具技術(shù)是不斷發(fā)展的傳統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的完美結(jié)合。因此只有將二者融合在一起，運(yùn)用自如，盡力發(fā)揮，才能不斷將塑

17、模技術(shù)推向新的高度。 塑料模自身的成型技術(shù)也在不斷得到發(fā)展。例如高速高精度擠塑工藝及模具、高速吹塑成型工藝及模具、注壓成型工藝及模具、模內(nèi)反應(yīng)成型工藝和模具、多色注塑成型模、氣體輔助注塑成型工藝和模具等等。為了獲得滿意的外形，一是要求加工精良的型腔、型心，二要有合適的澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，例如大型平板狀塑制件模具的進(jìn)料澆口位置考慮到塑料流縱橫收縮的不一致性，就應(yīng)采用側(cè)面薄膜式，而冷卻亦必須均勻。一些帶有肋的塑制件，由于收縮的不一致，就應(yīng)采用氣體輔助注塑成型工藝，這類模具又有其特殊的設(shè)計(jì)。機(jī)密塑件注塑模，則無論是模具零件的加工精度，還是澆注系統(tǒng)、型腔型心尺寸的計(jì)算等等都要有特殊的處理。冷卻

18、系統(tǒng)的計(jì)算和設(shè)計(jì)也顯得由為重要，冷卻的速率必然影響到塑制品的生產(chǎn)率，而冷卻的均勻性則影響到塑制件的精度，尤其是型心的冷卻已有多種形式的出現(xiàn)，熱管冷卻也已在模具冷卻系統(tǒng)中得到應(yīng)用。排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是十分重要的一環(huán)，可以防止塑件的缺陷和燒焦，有些特殊場合已使用多孔金屬排氣，其通氣孔直徑為3~10μm，厚度為0.5~1.5mm。注壓成型模具已被廣泛應(yīng)用于激光唱片，激光打印機(jī)等光學(xué)塑性零件的壓制，其工作過程是注塑前模具先進(jìn)行閉合且留有適當(dāng)?shù)木嚯x，然后注射熔融料進(jìn)入密封的型腔（型腔設(shè)計(jì)成階梯形）而后進(jìn)一步推進(jìn)動(dòng)模達(dá)到完全閉合，塑件成型、冷卻后開模，塑件脫模取出，塑制件在成型過程中，由于減小了模腔內(nèi)壓力，

19、即消除了注射壓力，減小了塑件的殘余應(yīng)力，且之后的壓制又減小了塑件的分子取向，從而達(dá)到了光學(xué)零件對復(fù)映的要求。 模具技術(shù)是一種綜合型技術(shù)，要求從事模具技術(shù)工作者，密切注意和學(xué)習(xí)相關(guān)知識，并運(yùn)用到實(shí)際工作中為模具行業(yè)的發(fā)展而努力。 1.2 注射模具設(shè)計(jì)簡要 塑料注射模具是現(xiàn)在所有塑料模具中使用最廣的模具，能夠成型復(fù)雜的高精度的塑料制品。這里只是粗略介紹一下。 設(shè)計(jì)塑料注射模具首先要對塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我們常說的ABS 塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體采用乳液、本體或懸浮聚合法生產(chǎn)，使其具有三種單體的優(yōu)越性能和可模塑性，在一定的溫度和壓力下注射到模具型腔

20、，產(chǎn)生流動(dòng)變形，獲得型腔形狀，保壓冷卻后頂出成塑料產(chǎn)品。聚合物的分子一般呈鏈狀結(jié)構(gòu)，線型分子鏈和支鏈型分子認(rèn)為是熱塑性塑料，可反復(fù)加熱冷卻加工，而經(jīng)過加熱多個(gè)分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，連結(jié)成網(wǎng)狀的體型分子結(jié)構(gòu)的塑料通常是一此次性的，不能重復(fù)注射加工，也就是所說的熱固性塑料。 既然是鏈狀結(jié)構(gòu)，那塑料的在加工時(shí)收縮的方向也是跟聚合物的分子鏈在應(yīng)力作用下取向性及冷卻收縮有關(guān)，在流動(dòng)方向上的收縮要比其垂直方向上的收縮多。產(chǎn)品收縮也同制品的形狀、澆口、熱脹冷縮、溫度、保壓時(shí)間及內(nèi)應(yīng)力等因素有關(guān)。通常書上提供的收縮率范圍較廣，在實(shí)際應(yīng)用中所考慮的是產(chǎn)品的壁厚、結(jié)構(gòu)及確定注塑時(shí)溫度壓力的大小和取向性。 一般產(chǎn)品

21、如果沒有芯子支撐，收縮相應(yīng)要大些。 塑料注塑模具基本分為靜模和動(dòng)模。 在注塑機(jī)的注射頭一邊的帶澆口套的為定模，定模一般有澆口套、靠板、模板組成，簡單模具（特別是靜模沒有芯子的模具）也可以不使用靠板，直接用厚一點(diǎn)的模板就可以了。澆口套一般為標(biāo)準(zhǔn)件，除非特殊原因，不建議取消。澆口套的使用有利于安裝模具、更換方便，不用自己拋光。有些特殊模具澆口套可用鉆出來或用錐度線割割成。部分模具必須定模脫模時(shí)，還得加上定模脫模機(jī)構(gòu)。動(dòng)模的結(jié)構(gòu)一般為動(dòng)模板、動(dòng)模靠板、脫模機(jī)構(gòu)以及模腳和裝機(jī)固定板。 脫模機(jī)構(gòu)中除了脫料桿，還有復(fù)位桿，部分模具還要增加彈簧以實(shí)現(xiàn)例如自動(dòng)脫模等功能。還有導(dǎo)柱、冷卻水孔、流道等也是不可

22、少的模具的基本結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，斜導(dǎo)模具還有斜導(dǎo)盒、斜導(dǎo)柱等。 當(dāng)為一產(chǎn)品設(shè)計(jì)模具時(shí)，首先要設(shè)定模具的基本結(jié)構(gòu)尺寸以備料，來加快模具制造的速度。復(fù)雜產(chǎn)品應(yīng)先繪制好產(chǎn)品圖，再定好模具的尺寸。現(xiàn)在的模具基本上要進(jìn)行熱處理，加高模具的硬度，提高模具使用壽命。在熱處理前，先對模板進(jìn)行初步加工：鉆好導(dǎo)柱孔、復(fù)位孔（動(dòng)模）、型腔孔、螺絲孔、澆口套孔（靜模）、拉料孔（動(dòng)模）、冷卻水孔等，銑好流道、型腔，有些模具還應(yīng)銑好斜導(dǎo)柱等。現(xiàn)在的普通精密模具的模板一般用Cr12、Cr12Mov和一些專業(yè)模具鋼,Cr12等硬度不能太高，在HRC60度時(shí)經(jīng)常開裂，模板的常用硬度一般為HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上

23、。如果材料為3Cr2W8v，制造后再氮化處理表面硬度，硬度應(yīng)為HRC58以上，氮化層應(yīng)越厚越好。 澆口直接關(guān)系到塑件的美觀，澆口設(shè)計(jì)不好的話，容易產(chǎn)生缺陷。在沒有任何阻擋的情況下很容易產(chǎn)生蛇型流。對于要求高的產(chǎn)品，還應(yīng)設(shè)計(jì)溢流和排氣。溢流處可以用頂桿，不要在模板上留有溢流飛邊，才不至于影響模具壽命。 1.3 支架件的設(shè)計(jì)要求 本支架是一種日常生活用品衣掛的支架，因此對本塑料件的精度要求不是太高，精度為IT8～I(xiàn)T9即可。但必須要有一定的強(qiáng)度和剛度，而且要有較長的壽命，能夠耐用。此塑料件的強(qiáng)度和剛度是通過增加加強(qiáng)筋來實(shí)現(xiàn)的。此外，由于是日常生活用品，外形設(shè)計(jì)要符合人們的視覺習(xí)慣，要有較美

24、的外形。對于其它沒有特別的要求。 1.4 本章小結(jié) 明確設(shè)計(jì)意圖思路，對整體設(shè)計(jì)進(jìn)行開展。 第2章 塑料的成型工藝 2.1 注塑成型工藝 2.1.1 注射成型 注塑成型是熱塑性塑料制品生產(chǎn)的一種重要方法，除個(gè)別熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用次方法成型。近年來，注塑成型還已成功地用來成型某些熱固性塑料制品。 注塑成型可以成型各種形狀的塑料制品。它的特點(diǎn)是成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精密、帶有嵌件的塑料制品，生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，所以應(yīng)用廣泛。 注射成型用設(shè)備是各種類型的注射機(jī)，注射機(jī)的主要作用是將料筒內(nèi)的塑料加熱，使其熔化（塑化），然后對熔

25、融塑料施加高壓，使其經(jīng)噴嘴高速注入模具型腔。 2.1.2 注射成型工藝 2.1.2.1 注塑成型工藝過程 注塑成型工藝過程是注塑成型工藝制訂的中心環(huán)節(jié)，它包括：成型前的準(zhǔn)備，注塑過程和制品的后處理。 1．成型前的準(zhǔn)備： 為使注射過程順利進(jìn)行，保證塑料制品質(zhì)量，在注塑成型前應(yīng)做好如下準(zhǔn)備工作： 1）原料的檢驗(yàn)和預(yù)處理 在成型前對原料進(jìn)行外觀和工藝性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)內(nèi)容包括對色澤、粒度及均勻性、流動(dòng)性（熔體指數(shù)、粘度）、熱穩(wěn)定性、收縮性的檢驗(yàn)等。 2）嵌件的預(yù)熱 為了滿足裝配和使用的強(qiáng)度要求，塑料制品內(nèi)常需要嵌入金屬嵌件。由于金屬嵌件和塑料的熱性能、收縮率存在較大差

26、別，因而在塑料制品冷卻時(shí)，在嵌件周圍會產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致嵌件周圍遷都下降或出現(xiàn)裂紋。為克服上述問題可對金屬嵌件進(jìn)行預(yù)熱，這樣可以減少熔料和嵌件的溫度差，使熔料收縮比較均勻，減少嵌件周圍的內(nèi)應(yīng)力。 3）料筒的清洗 若需要更換新的塑料，則在注射之前，均須對殘存在塑料筒內(nèi)的塑料進(jìn)行清洗。 對于螺旋式注射機(jī)的料筒通常采用直接換料清洗。換料清洗時(shí)，必須掌握料筒內(nèi)的塑料和欲換的新塑料的特性，然后采用正確的清洗方法。 目前已經(jīng)研制出一種新的塑料清洗劑，適用于成型溫度范圍在180～280 C的各種熱塑性塑料的注射機(jī)料筒清洗。 4）脫模劑的選用 塑料制品的脫模，主要

27、依賴于合理的工藝條件和正確的模具設(shè)計(jì)。在生產(chǎn)上順利脫模通常使用脫模劑。 常用的脫模劑有三種：硬脂酸鋅、液體石蠟（白油）和硅油。在使用脫模劑時(shí)，涂抹要均勻適量。 2．注塑過程 注塑過程包括加料、塑化、注塑、保壓、冷卻和脫模等步驟。但實(shí)際上說主要是塑化和流動(dòng)與冷卻定型兩大過程。 塑化是指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)并具有良好的可塑性的全過程。 對塑化的要求是：塑料在進(jìn)入模腔之前，應(yīng)達(dá)到規(guī)定的成型溫度，并能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提供足夠數(shù)量的熔融塑料，熔料各點(diǎn)溫度應(yīng)均勻一致。為達(dá)到上述要求，應(yīng)視塑料的特性，正確選擇工藝參數(shù)和注塑機(jī)類型。塑化情況直接關(guān)系到塑料制品的質(zhì)量和生產(chǎn)率，這在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)必須

28、預(yù)以重視。 流動(dòng)與冷卻定型：這是只用柱塞和螺桿推動(dòng)塑化后的塑料熔體諸如并充滿塑料模型腔，熔體在壓力下的冷卻和凝固定型，直至塑料制品脫模的全過程。這一過程時(shí)間不長，但合理地選擇和控制該過程的溫度、壓力、時(shí)間等工藝參數(shù)，對塑料制品的質(zhì)量有重要影響。 素來哦熔體進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)情況可分為充模、壓實(shí)、倒流和叫澆口凍結(jié)后的冷卻四個(gè)階段。在這四個(gè)階段中，塑料熔體溫度將不斷降低。 3．制品的后處理 由于塑料的塑化不均勻或在型腔內(nèi)冷卻不均勻，常會使塑料制品的收縮不均勻，形成一定的內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的存在會導(dǎo)致塑料制品在使用過程中產(chǎn)生變形和開裂。為了消除內(nèi)應(yīng)力長須對塑料進(jìn)行后處理。 塑料制品的后處理包括：

29、退火和調(diào)濕處理。 2.1.2.2 注塑成型工藝參數(shù)的選擇 注射成型的主要工藝參數(shù)是溫度、壓力、時(shí)間。 溫度：注射成型工藝過程需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度，前兩種主要影響塑料的塑化和流動(dòng)，后一種溫度主要影響塑料的流動(dòng)和冷卻定型。 料筒溫度的分布，一般從料斗一側(cè)（后端）起至噴嘴（前端）止，是逐步升高的，以達(dá)到均勻塑化的目的。對于螺桿式注射機(jī)，起料筒內(nèi)的溫度受螺桿攪動(dòng)產(chǎn)生剪切摩擦熱，有助于塑化，為了防止塑料的過熱分解，料統(tǒng)前端的溫度也略低于中段。 噴嘴溫度通常略低于料筒最高溫度的，這是為了防止塑料在直通式噴嘴上可能發(fā)生的“流涎”現(xiàn)象。由噴嘴溫度產(chǎn)生的影響可從塑料注射時(shí)產(chǎn)生

30、的摩擦熱中得到一定的補(bǔ)償，但噴嘴溫度也不能過低，否則，噴嘴處的熔料可能產(chǎn)生早凝而將噴嘴堵塞，或?qū)⒃缒献⑷胄颓欢绊懰芰现破返馁|(zhì)量。 模具溫度對塑料熔體在型腔內(nèi)的流動(dòng)和塑料制品的內(nèi)在性能與表面質(zhì)量影響很大。 模具溫度的選擇與塑料的特性，塑料制品的結(jié)構(gòu)、尺寸和性能要求以及成型工藝參數(shù)有關(guān)。 對于非結(jié)晶性塑料，在熔料注入型腔后，隨著溫度的不斷降低而固化，但不發(fā)生相的轉(zhuǎn)變，模具溫度主要影響熔料的粘度，也就是影響充模的能力和冷卻時(shí)間，如充模順利，采用低模溫是可取的，這樣可以縮短冷卻時(shí)間，提高生產(chǎn)率。對于結(jié)晶形塑料，模具溫度直接影響到塑料制品的結(jié)晶速度和結(jié)晶結(jié)構(gòu)，從而影響塑料制品的性能。一般來說模

31、具溫度較高，冷卻速度小，為結(jié)晶充分進(jìn)行創(chuàng)造了條件，因而得到塑料制品的結(jié)晶度高，硬度大剛度大，耐磨性能較好，但成型周期長收縮率較大，制品發(fā)脆；模具溫度較低，冷卻速度大，結(jié)晶不充分對某些塑料還會出現(xiàn)后期結(jié)晶過程，使塑料制品后收縮率增大。因此對于結(jié)晶形塑料，模具溫度以取中等為宜。 壓力：注射成型過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力。 1．塑化壓力 增加塑化壓力可以提高熔體溫度和使溫度均勻，但會減少塑化速率，延長成型周期，可導(dǎo)致塑料降解。在滿足塑料制品的前提下，塑化壓力低一點(diǎn)為好，通常不超過2Mpa。 2．注射壓力 注射壓力的作用是克服塑料熔體從料筒流向型腔的流動(dòng)阻力，使塑料具有一定的

32、充模速率并對熔體進(jìn)行壓實(shí)。 注射壓力的大小與塑料品種、注射機(jī)類型、塑料制品和模具結(jié)構(gòu)及其他工藝參數(shù)有關(guān)。 為保證塑料制品的質(zhì)量，對注射速率有一定的要求，而注射速率又主要取決于注射壓力，注射壓力高則注射速率高。在滿足塑料制品成型前提下，一般應(yīng)盡量采用低的注射壓力。 時(shí)間：完成一次注射成型過程所需要的時(shí)間稱為成型周期。 在整個(gè)成型周期中，注射時(shí)間和冷卻時(shí)間是基本組成部分，注射時(shí)間和冷卻時(shí)間的多少對塑料制品的質(zhì)量有決定性影響。 注射時(shí)間中的充模時(shí)間不長，一般不超過10s；保壓時(shí)間較長，一般為20～120s，壁厚特別大的可達(dá)到5～10min，通常以塑料制品的收縮率最小為保壓時(shí)間的最佳值。.

33、 冷卻時(shí)間主要決定于塑料制品的壁厚、模具溫度、塑料的熱性能和結(jié)晶性能冷卻時(shí)間的長短應(yīng)以保證塑料制品脫模時(shí)不引起變形為原則，一般為30～120s。 成型周期的長度直接影響生產(chǎn)率和設(shè)備利用率，因此，在生產(chǎn)中，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量縮短成型周期中個(gè)階段的時(shí)間。 2.2 塑料制品的設(shè)計(jì) 塑料制品的設(shè)計(jì)不僅要滿足使用要求，而且要符合塑料的成型工藝特點(diǎn)，并且盡可能使模具結(jié)構(gòu)簡化。這樣，可使成型工藝穩(wěn)定，保證塑料制品的質(zhì)量，又可使生產(chǎn)成本降低。 塑料制品的設(shè)計(jì)必須考慮以下幾個(gè)因素： 1．塑料的性能 塑料制品的設(shè)計(jì)與塑料的物理力學(xué)性能和工藝性能有密切關(guān)系。 2． 成型方法 塑

34、料制品的設(shè)計(jì)要求視成型方法而異。 3．模具結(jié)構(gòu)和制造工藝性 塑料制品的設(shè)計(jì)應(yīng)有利于模具結(jié)構(gòu)的簡化和制造。 塑料制品設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括塑料制品的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量。 2.2.1 塑料制品的尺寸精度 影響塑料制品尺寸精度的因素很多，其主要因素是材料收縮和模具的制造誤差。 影響塑料制品尺寸精度因素有以下幾個(gè)方面： 1．成型材料 塑料本身的收縮性，原料內(nèi)含水分及揮發(fā)物量，原料的配置工藝，生產(chǎn)批量大小，保存方法和保存時(shí)間等因素，均會造成收縮不穩(wěn)定。 2．成型條件 塑料制品的成型溫度、壓力、時(shí)間等成型條件都直接影響成型收縮。 3．塑件形狀 塑料制品的形狀

35、和壁厚會影響成型收縮，脫模斜度大小直接影響尺寸精度。 4．模具 1）主流道尺寸大時(shí)收縮小，主流道小時(shí)收縮大。 2）料流方向：與料流方向平行的尺寸收縮大，與料流方向垂直的尺寸收縮小。 3）分型面的選擇：它決定了飛邊產(chǎn)生的位置，飛邊使垂直于分型面的制品尺寸產(chǎn)生誤差。 4）模具制造誤差及磨損：尤其是成型零件的制造和裝配誤差以及使用中的磨損會直接影響塑料制品的精度。 5．成型后的條件 1）測量誤差：由于測量工具、測量方法、測量溫度等造成的誤差。 2）存放條件：塑料制品如果存放不當(dāng)，會使塑料制品產(chǎn)生彎曲、扭曲等變形。 成型收縮： 塑料制品在冷卻定型后，其尺寸要縮小，所以模具設(shè)計(jì)時(shí)

36、，必須把塑料制品收縮量補(bǔ)給到模具成型零件的相應(yīng)尺寸中去，這樣才能制造出符合設(shè)計(jì)圖樣要求的塑料制品。 塑料制品的收縮值一般用收縮率表示。 收縮率的計(jì)算公式如下： ……………….（2-1） 式中S—收縮率（%）； A—模具型腔在室溫下的尺寸； B—塑料制品在室溫下的尺寸。 由式（2-1）可得： 2.2.2 塑料制品的表面質(zhì)量： 塑料制品表面質(zhì)量包括 無斑點(diǎn)、條紋、凹痕、氣泡、變色等缺陷，還有表面光澤性和表面粗糙度。表面缺陷必須避免，表面光澤性和表面粗糙度視塑料制品的使用要求而定。本工件要求有一定的強(qiáng)度和剛度，其強(qiáng)度和剛度是通

37、過加強(qiáng)肋來實(shí)現(xiàn)的。 2.3 本章小結(jié) 塑件分析，通過設(shè)計(jì)成型工藝過程和成型參數(shù)已達(dá)到產(chǎn)品要求 第3章 塑料注射模具設(shè)計(jì) 3.1 塑料零件的技術(shù)要求 塑料制件設(shè)計(jì)視塑料成型方法和塑料品種性能不同而有所差異。本節(jié)主要討論塑料制件品中產(chǎn)量最大的注射成型模具的設(shè)計(jì)。 塑料制件主要是根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于塑料有其特殊的物理機(jī)械性能，因此設(shè)計(jì)塑料件是必須充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點(diǎn)，避免或補(bǔ)償其缺點(diǎn)，在滿足使用要求的前提下，塑料件形狀應(yīng)進(jìn)可能地作到簡化模具結(jié)構(gòu)，符合成型工藝特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)塑料件是必須考慮以下幾個(gè)方面的因素： 1)塑料的物理性能，如強(qiáng)度、剛

38、性、韌性、彈性、吸水性及對應(yīng)力的敏感性。 2)塑料的成型工藝性，如流動(dòng)性。 3)塑料形狀應(yīng)有利于沖模流動(dòng)、排氣、補(bǔ)償，同時(shí)能適應(yīng)高效冷卻硬化（熱塑性塑料制品）或快速受熱熱固化（熱固性塑料制品）。 4)模具的整體結(jié)構(gòu)，特別是抽芯與脫出塑料件的復(fù)雜程度。 5)模具零件的形狀及其制造工藝 以上前三條主要啊是塑料性能的特點(diǎn)，后兩條主要是考慮模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，塑料設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括塑料件的材料、形狀、尺寸、壁厚、精度、表面光潔度、圓角等。本文設(shè)計(jì)的塑料零件如圖3-1所示： 圖3-1 3.2 注射機(jī)的選擇 3.2.1 注射模具與注

39、射機(jī)的關(guān)系 1．注射成型機(jī)的基本技術(shù)參數(shù)： 注射成型機(jī)的基本技術(shù)參數(shù)包括最大注射量，最大注射壓力、塑化能力、鎖模力、模板行程、模板最大開距、模板最大厚度和最小厚度、模板尺寸和安裝螺釘孔位置尺寸、定位孔尺寸、噴嘴球面半徑等。 2．注射成型機(jī)基本工藝參數(shù)的校核 注射成型機(jī)基本工藝參數(shù)的校核包括： 1）最大注射量的校核。 2）注射壓力的校核 3）鎖模力的校核及型腔數(shù)的確定 4）模具閉合高度和平面尺寸的校核 3.2.2 注射機(jī)的選擇 每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注射機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計(jì)與所用的注射機(jī)關(guān)系十分密切。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)詳細(xì)了解注射機(jī)的技 術(shù)規(guī)范。才能

40、設(shè)計(jì)出合乎要求的模具。 從模具設(shè)計(jì)角度出發(fā)，首先應(yīng)了解的技術(shù)規(guī)范有：注塑機(jī)的最大注射量、最大注射應(yīng)力、最大鎖模力、最大成型面積、模具的最大和最小厚度、最大開模行程，以及機(jī)床模板安裝模具的螺釘孔（或T形槽）的位置和尺寸。 1．注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 1）最大注射量的校核 根據(jù)實(shí)際情況，注射機(jī)的實(shí)際注射量為理論注射量的80%左右，即 0.8V理≥V實(shí) 所以 　　　V理≥V實(shí)/0.8=140/0.8 cm3=175㎝3 2) 最大注射壓力 注射機(jī)螺桿對塑料施加的壓力稱注射壓力，用以克服噴嘴、流道和模腔等處的流動(dòng)阻力。注射機(jī)注塑塑料時(shí)，油路系統(tǒng)提供最大壓力下所獲得的

41、注射壓力稱為最大注射壓力。 對于聚乙烯，其熔體具有流動(dòng)性好，但塑件形狀復(fù)雜、精度要求一般，所需注射壓力通常為70～100MP。 3）鎖模力 高壓塑料熔體充滿型腔時(shí)，會產(chǎn)生使模具沿分型面分開的脹模力，此脹模力的大小為塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積與型腔內(nèi)壓力的乘積。注射機(jī)的額定鎖模力必須大于脹模力，（模）型腔壓力： Pc＝ kP(MP) (3-1) 式中：　Pc——型（模）腔壓力，MPa； P ——注射壓力，MPa； 　　　 K ——壓力損耗系數(shù)。一般取0.25～0.5。 　　　　　　Pc＝0.2570＝17.5　MPa

42、則注射機(jī)的鎖模力： T＞KPcA (3-2) 式中：　T——注射機(jī)額定鎖模力，KN； A——塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積㎜2； K——安全系數(shù)，通常取1.1～1.2。 所以 T＞1.117.57106＝137　KN 根據(jù)以上條件，選用螺桿臥式注射機(jī)SZ300/160,其技術(shù)規(guī)范與技術(shù)特性為： 螺桿直徑　 45㎜　　　　　　　　　 理論注塑容量　300㎝3 注塑壓力　 150MPa 鎖模力　　　　160KN

43、模具最小厚度　250㎜　　　　　　　 模具最大厚度　450㎜ 噴嘴球半徑　 20㎜　　　　　　　　 噴嘴伸出量　20㎜ 模板行程　 380㎜　　　　　　　　　 定位孔直徑　160㎜ 頂出力　　 33KN　　　　　　　　　 定位孔深度　20㎜ 3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)通常分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)。首先要對塑料制品所采用的塑料品種，制品的幾何形狀、尺寸使用的機(jī)床設(shè)備，注塑時(shí)可能產(chǎn)生的缺陷及填充條件等作全面分析。同時(shí)模具的分型面的選擇與澆注系統(tǒng)也有密切關(guān)系。 3.3.1 主流道設(shè)計(jì) 1. 澆口套進(jìn)料口直徑

44、 D＝4＋（0.5～1）㎜ (3-3) 式中:　d——注塑機(jī)噴嘴直徑。 所以 D＝4＋1＝5　㎜ 2. 球面凹坑半徑R 　　　　　 　R＝r+(0.5～1)㎜ (3-4) 式中：r——注射機(jī)噴嘴半徑。 所以　　　　 R＝21＋1＝21㎜ 3. 冷料井設(shè)計(jì) 冷料井位于主流道正對面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端。其作用是捕集料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。

45、 　圖3-2 3.3.2 分流道設(shè)計(jì) 1.分流道截面形狀 分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等。圓形和正方形截面流道的比表面積最小，塑料熔體的溫度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工較困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。在本文的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)成U形截面。 2.分流道尺寸 分流道的尺寸由塑料品種、塑料件的大小及流道長度確定。在此設(shè)計(jì)中，取分流道的半徑R＝8㎜，H=1.25R 。 其形狀如圖3-2所示： 圖3-3 3.3.3 澆口設(shè)計(jì) 澆口又稱進(jìn)料口，是連接

46、分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是： 1.型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。 2.在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。 當(dāng)塑料熔體通過澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動(dòng)性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。 澆口可分為直澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、護(hù)耳式澆口等，在此設(shè)計(jì)中選用點(diǎn)澆口。 3.4 模具材料的選擇 現(xiàn)代注塑成型技術(shù)必須能以低廉的成本滿足對質(zhì)量的要求，日益提高產(chǎn)品的生產(chǎn)要求。 為此，必須控制成型工藝，合理選擇注射材料，并根據(jù)產(chǎn)品要求

47、控制模具成型尺寸精度及表面質(zhì)量。由于塑料尺寸精度的高低，要求模具必須按相應(yīng)的精度或更高的精度進(jìn)行制造。模具在制造過程中，必須能承受巨大的注射壓力進(jìn)而可靠地完成重復(fù)動(dòng)作，同時(shí)使模具的工作壽命盡可能的高，補(bǔ)償一次性的巨額投資。模具的可靠性及使用壽命除與內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使用過程中的保養(yǎng)關(guān)系外，主要取決于模具所選用的材料、熱處理方法及制造的加工方法。 幾乎所有的注射模具都是金屬材料（主要是剛材料）制造，其原因是該材料價(jià)格低廉，易于購買。而鑲嵌鋼或型腔嵌件有時(shí)也用其他的材料。 注射模具通常有幾個(gè)部分組裝而成，這些部件在模具內(nèi)有自己的獨(dú)特功能，這些部件在選材和熱處理方面有各自的要求，我們主要討論選材方面

48、。 材料的選擇及要求： 1． 型腔、型芯材料的選擇 主要性能要求：除了要求有較強(qiáng)的耐磨性以外，還要有較高的強(qiáng)度，在加工某些材料時(shí)，還要求有較好的熱應(yīng)性或耐蝕性。此外，由于制件的形狀、大小、精度和批量各不相同，因此模具中同類的零件也應(yīng)該根據(jù)具體情況選材。綜合本設(shè)計(jì)要求，選材為：45鋼。其熱處理方法為調(diào)質(zhì)淬火，切HRC43～HRC48。 2． 導(dǎo)柱、導(dǎo)套材料的選擇 主要性能要求：較高的硬度和耐磨性。中心有一定的韌性。 導(dǎo)柱 材料：20 鋼 導(dǎo)套 材料：T10A鋼 3． 澆口套的材料選擇 主要性能要求：表面耐磨，有時(shí)還需要耐腐蝕性和熱硬性。 澆口套材料

49、：T8A 熱處理方法：淬火加低溫回火 HRC≥55 4． 頂出的材料及要求 主要性能要求：一定的強(qiáng)度及耐磨性 頂料桿材料：45 鋼 熱處理方法：端部淬火 HRC≥55 5． 拉料桿的材料及要求 主要性能要求：一定的強(qiáng)度及耐磨性 拉料桿的材料：T10A。 熱處理方法：端部淬火　50HRC～55HRC 6． 各種模板、頂出板、固定板、模腳等材料的選擇及要求 主要性能要求：一定的強(qiáng)度。 材料：45鋼 熱處理方法：調(diào)質(zhì)處理。 HB≥200 7． 螺栓、

50、螺釘、定位環(huán)等材料的選擇及要求 主要性能要求：一般強(qiáng)度 材料：Q235 3.5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 直接與塑料接觸構(gòu)成塑件形狀稱為成型零件，其中構(gòu)成塑件外形的成型零件稱為凹模，構(gòu)成塑件內(nèi)部形狀的成型零件稱為凸模（或型芯）。由于凹、凸模件直接與高溫、高壓的塑料接觸，并且脫模時(shí)反復(fù)與塑件摩擦，因此，要求凹模、凸模模件具有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度。 3.5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1．凹、凸模的結(jié)構(gòu) 凹、凸模在結(jié)構(gòu)上有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式、整體嵌入式、局部鑲拼式、四壁拼合式等。根據(jù)本文的設(shè)計(jì)零件的形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用整

51、體式凹、凸模。 所謂整體式，就是指直接在選購的模架上開挖型腔。其優(yōu)點(diǎn)是加工成本低。但是，通常模架的模板材料為普通的中碳鋼，用作型腔，使用壽命短，若選用好材料的模板制作整體型腔，則制造成本相對較高。 2．模具分型面 注射模具一般由動(dòng)模和定模兩部分組成，其動(dòng)模和定模的接觸表面即模具分型面。每套模具可能有一個(gè)或多個(gè)分型面。 在選擇分型面一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素： 1）塑料制品的形狀、尺寸和壁厚。 2）塑料性能及填充條件。 3）澆注系統(tǒng)的布局。 4）成型效率及成型操作。 5）排氣及脫模。 6）模具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，制造容易。 模具分型面可能垂直于合模方向，有可以傾斜于合模方向或平

52、行于合模方向。 分型面的選擇很重要，它對塑料制品的質(zhì)量、模具操作和模具制造等均有較大的影響。 3.5.2 成型零件工作尺寸的計(jì)算 1．成型收縮率 影響收縮率的因素很多，在確定收縮率時(shí)主要根據(jù)塑件品種、塑件形 狀、及壁厚來考慮。 聚乙烯 成型收縮率 1.5%～5% 平均收縮率為====3.25% (3-4) 2．件脫模斜度 為了使塑件容易脫模，在凹、凸模上沿塑件塑件脫模方向上都應(yīng)設(shè)有脫模斜度和較低的粗糙度。 型腔35`~130` 型芯 30`~1 3．成型零件尺寸計(jì)算 成型零件尺寸是指成型零件上直接用于成型塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑

53、向尺寸，型芯高度尺寸，型腔深度尺寸和中心距尺寸等。進(jìn)行成型零件尺寸計(jì)算時(shí)，考慮以下三個(gè)方面的影響因素，即成型零件本身的制造公差，成型零件在使用過程中的磨損和成型收縮率的波動(dòng)。成型零件的尺寸計(jì)算如下： 1） 型腔有關(guān)尺寸的計(jì)算 徑向尺寸 取= =[30(1+0.325)－0.24] =30.80㎜ 深度尺寸 =[42.5(1+0.0325)－0.36] =43.6 肋徑向尺寸 =[18(1+0.325)－0.16] =18.46㎜ =[5(1+0.325)－0.1

54、6] =5.04㎜ 深度尺寸 =[15(1+0.0325)－0.24] =15.3 =[9(1+0.0325)－0.24] =9.13 徑向尺寸 =[50(1+0.325)－0.36] =51.25㎜ =[40(1+0.325)－0.24] =41.12㎜ =[213(1+0.325)－0.62] =219㎜ =[125(1+0.325)－0.54] =127.8㎜ 型芯的有關(guān)工作尺寸： =[

55、18（1+0.0325）+0.32] =18.81㎜ =[22（1+0.0325）+0.32] =23㎜ =[10（1+0.0325）+0.32] =10.6㎜ =[18(1+0.325)+0.24] =18.8㎜ =[45(1+0.325)+0.24] =46.25㎜ =[85(1+0.325)+0.48] =87.28㎜ =[18(1+0.325)+0.36] =18.46㎜ 八角型芯位置： =35（1+0.0325）

56、（0.161/6）/2 =36.140.025㎜ 圓形型芯位置： =17.36（1+0.0325）（0.161/6）/2 =17.90.025㎜ 3.5.3 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1．抽芯機(jī)構(gòu)分類： 抽芯機(jī)構(gòu)可分為：機(jī)動(dòng)抽芯 、手動(dòng)抽芯 、液壓抽芯等。 2．抽芯距和脫模力的計(jì)算 1）抽芯距的計(jì)算：S=Htanα (3-5) 式中： S-----抽芯距 H-----斜導(dǎo)柱完成抽芯距所需的行程（mm） α----斜導(dǎo)柱的傾斜角 H=80 所以：

57、 S=80tan20+（2～3） =32㎜ 2) 脫模力的計(jì)算： F=Lhp（μcosα-sinα） (3-6) 式中： F-----脫模力 （N）； L-----活動(dòng)型芯被塑料制品包緊的斷面形狀的周長； h------成型部分的深度（mm）。 p------單位面積包緊力，一般取8~12MPa； μ-----摩擦系數(shù)，取0.15~0.2； α-----脫模斜度（）； 所以： F=Lhp（μcosα-sinα） =4.21621210（0.21-0.035） =2

58、6.14 N 3. 斜導(dǎo)柱的各項(xiàng)參數(shù)： 　　　　　　　 1）導(dǎo)柱的直徑 根據(jù)材料力學(xué)可以推導(dǎo)出斜導(dǎo)柱的直徑計(jì)算公式： d=(F彎L/0.1[σ]彎cosα)1/3 (3-7) 式中： α—— 斜導(dǎo)柱的傾斜角； F彎—— 斜導(dǎo)柱所受彎曲力，N； L —— 斜導(dǎo)柱的有效工作長度，m； d —— 斜導(dǎo)柱直徑，m; [σ]彎——彎曲許用應(yīng)力，對于碳鋼可取140MPa。 所以： d=(F彎L/0.1[σ]彎cosα)1/3 =（F/

59、cos2032/0.93/0.11400.94）1/3 =10.45㎜ 由于要同時(shí)考慮剛度和強(qiáng)度，為安全保險(xiǎn)起見 ?。? d=20㎜ 圖 3-4 2) 斜導(dǎo)柱總長 L總=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7 =D/2tanα+H1/cosα+d/2tanα+H2/cosα+d/2tanα+s/sinα+(5～10) =15tan20+50/cos20+10tan20+35/cos20+ 10tan20+11.63/sin20+5 =135 ㎜ 3.5

60、.4 強(qiáng)度計(jì)算 型腔要承受高壓熔體的壓力，因此應(yīng)具有足夠的壁厚。如壁厚不夠則表現(xiàn)為剛度不足，即產(chǎn)生過大的彈性變形，也可表現(xiàn)為強(qiáng)度不夠，即型腔發(fā)生塑型變形甚至破壞。型腔壁厚計(jì)算以最大壓力計(jì)算為主，理論分析和實(shí)踐證明，對大尺寸型腔，剛度不足是主要矛盾，應(yīng)按剛度計(jì)算；而小尺寸型腔則以強(qiáng)度不足為主要矛盾，因此需按強(qiáng)度計(jì)算。線性帶輪的模具設(shè)計(jì)屬于小尺寸型腔因此按強(qiáng)度計(jì)算凹模壁厚及底板厚度。 ==16mm （3-8） []—許用壓力，Mpa（45鋼為160106pa） —側(cè)壁厚度 p—熔料對型腔的壓力

61、 ==16mm （3-9） ——底板厚度 3.6 模具零件的三維設(shè)計(jì) 3.6.1 模具零件設(shè)計(jì) 1．凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型塑件外表面的部件，凹模按其結(jié)構(gòu)的不同可分為整體式、整體嵌入式、大面積鑲嵌組合式和四壁拼合的組合式五種。本設(shè)計(jì)采用整體式凹模，它系由一整塊金屬加工而成，其特點(diǎn)是牢固，不易變形。其結(jié)構(gòu)形式如圖3-5所示： 2.　凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模是用來成型塑料內(nèi)表面的的零件，型芯有整體式合組合式之分，形狀簡單的型芯和模板可以做成整體的。根據(jù)本設(shè)計(jì)特征要求，由于塑料件是程中心對稱，故采有整體

62、式模體，且根據(jù)零件的處形特征，其三維形狀如圖3-6所示： 定位圈的三維設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，定位圈的設(shè)計(jì)形狀如圖3-7所示： 圖3-5 圖3-6 圖3-7 3． 澆口套的三維設(shè)計(jì) 澆口套的三維形狀如圖3-8所示： 圖3-8 5． 型芯和滑塊 滑塊用來側(cè)抽芯的，使模件形成側(cè)孔，且使斜導(dǎo)柱沿其孔運(yùn)動(dòng)。如圖3-9所示： 圖3-9 4．導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作

63、用有定位、導(dǎo)向、承受一定側(cè)向壓力三個(gè)作用。 導(dǎo)柱：2022625 GB4169.3—84 導(dǎo)套：3090（B）GB4169.3—84 6. 脫模機(jī)構(gòu) 在注射成形的每一個(gè)環(huán)節(jié)中，塑件必須由模具型腔中脫出，脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)或頂出機(jī)構(gòu)。根據(jù)脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求本模具設(shè)計(jì)采用一個(gè)塑件兩個(gè)圓柱頂桿進(jìn)行脫模。頂桿是頂出機(jī)構(gòu)最常見的一種結(jié)構(gòu)形式。由于頂桿結(jié)構(gòu)簡單，更換方便，脫模效果好。頂桿與頂出固定板的連接形式采用墊板固定支撐連接。 頂桿 4- 5185 其三維形狀如圖3-10所示： 圖3-10 3.6

64、.2 模具裝配圖 圖3-11 圖3-12 3.7 UG動(dòng)畫的制作 基于UG的畫模塊對帶輪模具進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。動(dòng)畫模塊可以實(shí)現(xiàn)以下功能： 1．將產(chǎn)品的運(yùn)行用動(dòng)畫來表示，使其具有可視性。只需將主體拖動(dòng)到不同位置，并拍下快照來創(chuàng)建動(dòng)畫。 2．可以用動(dòng)畫的方式形象的表示產(chǎn)品的裝配和拆卸序列。 3．可以創(chuàng)建維護(hù)產(chǎn)品步驟的簡短動(dòng)畫，用來指導(dǎo)用戶如何維修或建立產(chǎn)品。 3.7.1 動(dòng)畫創(chuàng)建的一般過程 UG軟件三維動(dòng)畫是在三維零件造型的基礎(chǔ)之上創(chuàng)建的，三維動(dòng)畫能給人以直觀的視覺，讓人了解設(shè)計(jì)

65、的運(yùn)動(dòng)過程。而對于設(shè)計(jì)者，又是機(jī)械專業(yè)設(shè)計(jì)、制造知識，UG三維軟件技能知識的綜合應(yīng)用，能讓設(shè)計(jì)者將理論知識運(yùn)用于實(shí)踐之中，并且能鍛煉設(shè)計(jì)者發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力，對于設(shè)計(jì)者是一個(gè)很好的提高。 由于三維動(dòng)畫的創(chuàng)建過程比較復(fù)雜繁瑣，難于在有限的篇幅里將創(chuàng)建過程敘述清楚，故省略了動(dòng)畫的制作過程，其運(yùn)動(dòng)過程在視頻中播放。 3.8 本章小結(jié) 設(shè)計(jì)產(chǎn)品的零件圖和裝配圖，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真，優(yōu)化設(shè)計(jì)。 千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印?！敖Y(jié)論”以前的前。 - 42 - 結(jié) 論 隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料注射模已經(jīng)成為制造塑料制品的主要手段之一，且發(fā)展成為最有前景的模具之一,而且我對模

66、具也有著濃厚的興趣。這是我在畢業(yè)時(shí)要選擇模具作為課題的重要原因。 在為期20周的設(shè)計(jì)過程中，通過老師的引導(dǎo)和自己收集資料，初步的了解了模具行業(yè)的相關(guān)知識；比較系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了注射模具設(shè)計(jì)的流程，包括模具材料的選擇、注射機(jī)的選擇、模具的各個(gè)部分如成型部分等的設(shè)計(jì)。這次模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程都是在計(jì)算機(jī)的輔助（CAD）下完成的,UG軟件包的使用使模具的設(shè)計(jì)過程更方便，更快捷，同時(shí)又能降低成本。它使我深深的體會到：在掌握好專業(yè)知識的同時(shí)，在計(jì)算機(jī)這個(gè)平臺上對模具進(jìn)行設(shè)計(jì)、裝配、分析等將是模具行業(yè)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢，兩者缺一不可。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也讓我了解到了一些企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的過程，使我大開眼界，為以后走上工作崗位奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。 與此同時(shí)，由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，在模具的設(shè)計(jì)過程中可能會出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，懇請各位老師同學(xué)批評和指正。 致 謝 在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我所選擇的課題是塑料模具的設(shè)計(jì)，在這之前我關(guān)于模具的知識是一片空白，